基于复杂网络的军事通信网络建模与性能分析

针对军事通信体系的复杂性和网络化结构特点,通过分析体系中装备实体及各装备之间的通信关系,抽取通信网络模型的构建要素,提出军事通信网络图结构模型。在此基础上设计基于图论的测度指标,分别从装备实体重要性、链路通信重要性以及网络抗毁性3个层次分析军事通信网络的性能。最后,通过具体实例对所提模型及评价方法的可行性进行检验,为战场复杂体系建设提供理论依据。     

节点攻击策略下的军事通信网络结构优化算法

合理的军事通信网络结构能够充分利用信息优势达到制胜的目的, 因此优化军事通信网络结构至关重要。首先, 基于复杂网络理论并结合军事通信网络的拓扑结构特征建立了相应的网络结构模型, 将侦查探测、火力打击和指挥控制实体抽象为节点, 实体间复杂的连接关系抽象为边。在此基础上, 以提升网络鲁棒性为目标, 提出了一种基于进化思想的优化算法并对节点攻击策略下的军事通信网络结构进行优化研究, 对比分析了不同优化算法下网络结构模型对鲁棒性的影响规律。仿真结果验证了网络模型和进化优化算法的有效性, 对于深入研究军事通信网络建模和结构优化问题具有一定的借鉴意义。     

基于超网络模型武器装备体系抗毁性分析

针对现有的网络抗毁性分析方法无法体现装备体系网络抗毁性评估的缺陷,提出了一种基于超网络抗毁性评估方法。通过对超网络模型节点与边的结构关系分析,建立起装备体系超网络模型,由此总结出网络自然连通度、分类度与分类度分布、子网聚类系数等抗毁性测度指标,并对超网络下的装备体系抗毁性进行仿真分析,得出不同攻击策略下装备体系网络抗毁性的变化规律,对装备体系建设具有一定的借鉴作用。     

基于证据网络的装备体系贡献率评估方法研究

体系贡献率评估是装备体系发展规划中一项重要内容。针对装备体系贡献率评估中存在的体系结构复杂、评估信息不确定性强等特点,提出了基于证据网络的装备体系贡献率评估方法。该方法依据专家经验构建网络模型与置信规则库,在此基础上通过证据推理算法对不同装备体系的作战效能进行分析,进而实现装备体系贡献率的评估。最后,以外军典型联合登岛作战装备体系为例验证了所提出方法的可行性。该方法能够为装备体系需求论证、体系发展规划等国防军事领域重大决策提供支撑。     

基于复杂网络视角的航空通信网络鲁棒性分析

针对军事航空通信网络会遭敌攻击的实际情况,引入了一种不完全信息条件下的复杂网络攻击模型,分析了该模型在航空通信网络上的级联失效原理,并给出了航空通信网络的鲁棒性度量方法。最后,通过设置不同的不完全信息攻击模型参数和级联失效参数,对航空通信网络鲁棒性进行了仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于多分辨率建模的坦克编队作战效能分析

针对装备体系效能分析中子系统效能难以聚合成为体系整体效能这一问题,提出采用多分辨率建模技术加以解决。参照装备体系的层次结构建立效能指标体系和多分辨率效能模型;运用作战能力指数法和作战毁伤评估作为武器装备子系统作战能力度量,在此基础上建立兰彻斯特方程作战模型;通过采集实体仿真数据进行参数估计,求解兰彻斯特方程,分析装备体系的整体作战效能。最后,通过团级坦克编队军事对抗仿真,分析其作战效能,结果表明该方法是可行的。     

侦察装备体系无线带宽需求生成方法

基于能力的武器装备体系需求论证思路已逐渐被接受,但缺少定量的方法支撑该思路用于具体的需求生成过程。针对如何获取侦察装备体系的无线带宽需求,研究了基于通信能力的带宽需求生成方法。通过综合运用网络建模、排队论和仿真分析手段,提出无线带宽需求生成框架,分析带宽和能力需求的定量关系,构建侦察装备体系网络模型和带宽仿真分析模型,求得满足通信能力的体系带宽值;通过调整拓扑连接生成体系带宽需求的更优解,为侦察装备体系的需求开发提供了支撑。     

基于粒计算的武器装备体系结构超网络模型

利用超网络建模体系结构是体系网络化描述、评估和演化性探索的一种重要发展趋势。目前提出的超网络模型仍然处于概念探索阶段,在体系结构的复杂关系描述、体系属性信息和拓扑结构之间互影响机理挖掘等方面问题的研究存在局限性。梳理了体系结构超网络建模研究现状,提出基于粒计算的装备体系结构超网络建模方法,采用四元组粒模型的形式化描述将装备体系的拓扑信息与属性信息结合起来。利用超网络构建体系结构的复杂关系模型,实现了系统、功能、活动、行为与能力等体系要素之间的层次关联。通过超边机制将粒模型与超网络模型较好地联系起来。     

基于功能依赖的网络信息体系建模及重心分析

功能依赖是大型复杂系统性能或体系能力生成的重要影响因素之一, 各类要素实体间功能依赖关系的表示、识别和度量是复杂体系研究的重要问题。通过对网络信息体系(networked information system of systems, NISoS)中要素系统间交互行为的依赖性分析, 基于功能依赖网络(function dependency network, FDN)构建了NISoS依赖网络模型(dependency network model of NISoS, DNMN)。综合考虑NISoS作战属性与任务完成效果, 提出了体系节点重要性的度量指标, 在此基础上给出了一种体系重心度量方法。最后, 通过某海上方向联合作战NISoS实例计算, 演示验证了提出的体系模型和重心度量方法的有效性。     

基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估

从体系角度出发,提出一种基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估方法。首先,将武器装备与装备间关系分别抽象为作战网络中节点与边,建立了基于作战指标的节点与边关系描述模型。然后,构造基于作战环的综合影响指标对武器装备体系作战网络作战能力进行评估,同时建立装备的贡献度评价模型衡量单装备在武器装备体系中的贡献程度。最后,以导弹防御体系为例分析验证了提出方法的可行性。结果显示决策类节点在武器装备体系中扮演重要角色。     

基于多任务学习图卷积模型的航空网络节点分类

准确识别航空网络关键节点, 做好针对性防护, 对于保证航空网络正常运行至关重要。传统的方法, 如基于复杂网络中心性指标的方法, 或基于机器学习的算法, 只单一考虑网络结构或节点特征来评价节点的重要性。然而评价节点的重要性应该同时考虑网络结构特征和节点特征。为解决上述问题, 本文提出了一种名为多任务图卷积网络(multi tasks graph convolution network, MTGCN)航空网络节点分类模型, 该模型在图卷积网络的基础上, 引入多任务学习及自适应加权策略, 将“节点—节点相关性”作为辅助任务加入模型的训练过程中, 并根据训练情况自适应分配各任务权重。3个不同规模的航空网络数据集中的仿真实验表明本文所提模型的性能优于现有的图卷积模型, 为图卷积在航空网络节点分类方向的应用提供了思路。     

基于面向对象仿真的国防通信网管理决策模型研究

国防通信网是信息在指挥自动化系统中无缝传输的基础,是获取信息优势的重要保证。但目前国防通信网管理决策仍主要依赖人工。该文针对未来联合作战中信息化战场特点,采用面向对象仿真技术建立了国防通信网仿真模型,在此基础上,结合决策规则库,实现了在复杂战场环境下国防通信网网络负荷评估、野战通信网与固定通信网结合入网评估、网络抗毁性分析等多模型管理决策,从而提高了网络管理决策的自动化和智能化水平。     

基于PSO-BP的应急通信感知装备效能评价方法

应急通信感知装备效能评价可支撑相关装备的发展规划, 而现有评价方法主观性强, 且自适应能力有待提升。因此, 提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法的改进反向传播(back propagation, BP)神经网络的应急通信感知装备效能评价方法, 旨在建立客观精准的效能评价。首先面向实战效能构建了三级效能评价指标体系, 然后将样本数据进行主成分分析法降维, 建立BP神经网络回归模型, 并结合PSO算法对模型的连接权值与阈值进行优化, 形成PSO-BP模型以避免局部极小值问题, 获得可评价具体装备效能时的神经网络模型。实例分析表明, PSO-BP相较于BP神经网络模型评价的均方误差减少了28.18%, 表明PSO-BP模型具有更高的准确性。     

不完全信息条件下的装备保障网络抗毁性模型

基于复杂网络理论,在对装备保障网络进行复杂网络描述的基础上,努力挖掘装备保障网络所面临威胁的特点,重点建立了不完全信息条件下的装备保障网络一般性攻击策略模型,同时给出了装备保障网络抗毁性测度的计算方法,并对基于流介数的网络节点重要度计算方法以及网络抗毁度进行了定义,由此构建了装备保障网络的抗毁性模型.研究结果表明:信息指数比攻击力度指数对装备保障网络抗毁性的影响程度要大,反映了信息化条件下获得制信息权的重要性;对装备保障网络的了解达到一定程度之后就能达到比较理想的攻击效果,而不需要对系统进行完全了解.     

基于节点重要度与改进信息熵的装备体系效能评估方法研究

针对装备体系网络建模过程中未充分考虑节点异质性等问题, 提出了基于节点重要度与改进信息熵的体系效能评估方法。首先, 依据作战环理论和装备分层方法构建装备体系网络模型。其次, 从网络全局、网络局部、战时装备完好性三方面综合评估节点重要度。最后, 根据节点权值和节点参与作战环数量, 建立了改进信息熵的作战效能评估模型。以轰炸蓝方指挥所作战体系为例进行分析, 验证了所提方法的可行性和合理性。     

武器装备体系的体系结构与体系效能

武器装备体系的体系结构是武器装备体系构成的依据,可以用组成元素和结构要素两方面表示。其中,组成元素可划分成传感器类装备、指挥控制类装备、通信类装备和行动类武器装备四类;结构要素可分成武器装备系统组成、指挥控制结构、通信网络结构、编配与部署四个方面。根据对体系结构的分析和体系对抗过程,建立了体系效能的数学模型。应用案例说明了方法的可行性与有效性。     

基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力, 体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法, 以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义, 并建立了量化韧性的数学模型; 其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标, 并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型; 然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响; 最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性, 为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑, 也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。